Záporožská jaderná elektrárna po zničení Kachovské přehrady

Zničení Kachovské přehrady ohrožuje i Záporožskou jadernou elektrárnu, kterou zásobovala vodou. Přímé nebezpečí sice není, ale podmínky a rizika v elektrárně se tím významně zhoršují. Zároveň se zvyšuje intenzita bojů v jejím okolí a zvyšuje se pravděpodobnost, že budou probíhat přímo u ní. Proto je užitečné se podívat na dopady různých možných událostí.

V noci z 5. na 6. června 2023 došlo k protržení Kachovské přehrady. Došlo tak k vypuštění přehradního jezera a záplavě území pod přehradou. Tato přehrada sloužila i jako zdroj vody pro chlazení Záporožské jaderné elektrárny. Co bylo hlavní příčinou protržení hráze a jak celá událost proběhla, se nejspíše dozvíme až po konci válečného konfliktu a odborném vyšetření objektu hráze a elektrárny. V každém případě je však za událost zodpovědné Rusko, které dané území a přehradní hráz okupovalo, v dané době ji mělo plně pod kontrolou a na ní i okolo byli jeho vojáci.

Tato událost vedla k dalšímu zhoršení situace okolo bezpečnosti v Záporožské jaderné elektrárně. Další zvýšení rizik je spojeno s nárůstem bojových aktivit v relativně blízkém okolí. Je tak důležité se podívat na dopady těchto událostí a vyplývající rizika. Invazí Ruska na Ukrajinu byla zasažena tři ukrajinská jaderná zařízení. Šlo o Záporožskou jadernou elektrárnu, Charkovský výzkumný reaktor a Černobylskou jadernou elektrárnu.

Území Černobylské jaderné elektrárny bylo na konci března osvobozeno a nyní se už podařilo následky okupace do značné míry odstranit (podrobněji zde). Také od Charkova se ruské jednotky musely stáhnout. Během zimy se pak Rusko snažilo útoky na ukrajinskou infrastrukturu, dominantně energetickou, Ukrajinu rozvrátit a položit na lopatky. O dopadu těchto událostí na jadernou energetiku jsem psal v článku na konci minulého roku. I zde se situace s koncem zimy, kdy bylo jasné, že ruské snahy nevedou k cíli, zlepšila. Zhoršila se naopak situace v Záporožské jaderné elektrárně.

Voda z Dněpru je klíčová pro chlazení Záporožské jaderné elektrárny, využívá k tomu i nádrž v areálu elektrárny. Zdroj: MAAE

Chlazení jaderné elektrárny

Pro každou tepelnou elektrárnu, a zvláště tu jadernou, je klíčové chlazení. Většinou jde o chlazení s využitím vody. Proto musí mít jaderná elektrárna dostatečné zdroje vody pro toto chlazení. Reaktory VVER1000 mají elektrický výkon okolo 1000 MWe, a tepelný tak je okolo 3000 MWt. Jaderná elektrárna má i po odstavení zbytkový tepelný výkon, který je způsoben produkcí energie v rozpadu radioaktivních jader vzniklých v jaderných reakcích během provozu jaderného reaktoru. Tento výkon je po odstavení pod jedním procentem výkonu při provozu a zpočátku velmi rychle klesá. Brzy se dostane k malým jednotkám megawattů. Ale pak už klesá jen pomalu.

Exponenciální průběh je způsoben tím, že exponenciální průběh má i radioaktivní rozpad. Na počátku navíc dominuje produkce tepla z rozpadu radioaktivních prvků s krátkým poločasem rozpadu. Pro reaktory, které jsou odstaveny už řadu týdnů či měsíců, už jsou požadavky na odvod tepla dramaticky nižší, než je tomu u reaktorů v provozu. Přesto je však potřeba systém chlazení, který pro tyto reaktory není pasivní a potřepuje čerpadla a dodávky elektřiny.

Vyhořelé palivové soubory se přesouvají do mokrého úložiště – bazénu s vyhořelým palivem. U nich je produkovaný tepelný výkon ještě menší, pochopitelně závisí na stáří palivových souborů. Bazény navíc mívají poměrně velký objem vody. I při výpadku čerpadel či dodávky nové vody je tak čas řadu dní i týdnů, či dokonce měsíců, pro řešení problému, který by nastal při jeho vypaření. To se projevilo i ve Fukušimě, kde bazény s vyhořelým palivem situaci při havárii ustály.

V Záporožské jaderné elektrárně už jsou všechny reaktory odstaveny. Pět je už dlouho ve studené odstávce. Jeden pak byl v horké odstávce a využíval se pro dodávky tepla pro potřeby elektrárny a některých okolních sídel. I ten však bude nyní ve studené odstávce. To znamená, že nároky na chlazení budou oproti elektrárně v provozu velmi malé. Elektrárna není chlazena vodou z Kachovské přehrady přímo, ale má v areálu speciální nádrž s dostatečnými zásobami. Je tak řadu měsíců čas na řešení doplňování této nádrže.

Z tohoto pohledu tak nehrozí bezprostřední nebezpečí. Se scénářem s možností vypuštění Kachovské přehrady se počítalo a byl to jeden z těch, jejichž řešení se ověřovalo v rámci stress-testů realizovaných jako reakce na havárii jaderné elektrárny Fukušima I. Ví se tak o dodatečných možnostech dodávek vody do zásobníku v elektrárně. Dá se využít čerpání z prohloubeného výkopu v místě nákladního přístavu elektrárny, z vodovodního systému města Energograd nebo mobilní pumpy a soustava hadic či dovoz vody cisternami. Pro potřeby odstavené elektrárny je každá z těchto možností dostačující, a je tak dostatek záložních možností. Pracovníci jsou navíc na takovou možnost školeni a ví, co je třeba dělat.

Pokles produkovaného tepelného výkonu v prvním měsíci po odstavení bloku. Z počátku je pokles rychlý, později se zpomaluje. Zdroj: kniha Fukušima I poté

Zajištění potřebné elektřiny

Bylo už zmíněno, že pro fungování čerpadel v chladicích okruzích je potřeba elektřina. Pokud je elektrárna v provozu, využívá svou elektřinu. Pokud se však musí reaktory odstavit, potřebuje dodávku elektřiny z vnějších zdrojů. Proto má každá jaderná elektrárna několik vedení, kterými může odebírat z vnějších zdrojů elektřinu. Problémem ve válečné situaci je, že vedení mezi zdrojem a jadernou elektrárnou může být poškozeno v průběhu bojů a odstřelování. Zvláště, když se protivníci začnou zaměřovat na vzájemné ničení infrastruktury.

V daném případě některá vedení překračují frontovou linii. K úplnému přerušení dodávky elektřiny do Záporožské jaderné elektrárny došlo už sedmkrát. Pro tyto účely jsou v areálu elektrárny dieselagregáty, které mohou zajistit potřebnou elektřinu. Pro ně jsou zde potřebné zásoby paliva. I v tomto případě je výhodou už zmiňovaný relativně malý tepelný výkon, který poskytuje dostatek času na řešení případných problémů. To je zásadní rozdíl od situace ve Fukušimě, kde navíc vlna cunami zničila všechny dieselagregáty.

Generální ředitel Mezinárodní agentury pro atomovou energii Mariano Grossi na cestě na Ukrajinu při misi na Záporožskou jadernou elektrárnu. Zdroj: MAAE

Hlavním rizikem je únik radioaktivity

Toho, čeho se obáváme, je možný únik radioaktivity. Pokud jsou reaktory odstaveny, a navíc mají kontejnmenty, nemůže dojít k takové události, jaká proběhla v Černobylu. Tedy parní výbuch, zničení velké části aktivní zóny a vynesení významné aktivity do velkých výšek. A pouze taková událost mohla zasáhnout i Evropskou unii.

V daném případě hrozí pouze událost, která může být srovnatelná s událostmi ve Fukušimě. A to i v případě, kdyby došlo k narušení kontejnmentu. Armáda má zbraně, které dokáží kontejnment prorazit. Ovšem i v případě, kdyby se cíleně snažila o jeho poškození, což není pravděpodobné, by bylo jeho narušení omezené. Únik radioaktivity by podobně jako ve Fukušimě zasáhl pouze oblasti do vzdálenosti několika desítek kilometrů. Dopady by tak byly pouze lokální. Velmi významným faktorem je i to, že reaktory jsou už řadu dnů odstaveny a krátkodobé radionuklidy se už stačily úplně rozpadnout. Mezi ně patří například i radioaktivní jód 131, který má poločas rozpadu zhruba osm dní. Tyto radionuklidy s vysokou aktivitou a krátkou dobou života už zde nejsou. Nemá tak třeba žádný smysl v tomto případě používat jódové tablety.

Jak je vidět, nehrozí Evropské unii, a tedy ani Česku, z případné havárie v Záporožské jaderné elektrárně zasažení radioaktivními látkami. Ohrožení budou obyvatelé Ukrajiny v blízkosti několik desítek kilometrů od elektrárny. To však neznamená, že by se mezinárodní společenství nemělo situace obávat a nemělo by tlačit na Rusko, aby se chovalo v tomto případě zodpovědně. Je třeba zdůraznit, že právě Rusko, které elektrárnu obsadilo a drží ji pod svou vojenskou kontrolou, je plně zodpovědné za vše, co se tam děje.

Generální ředitel MAAE Mariano Grossi u bazénu chladicího okruhu Záporožské jaderné elektrárny. Zdroj: MAAE

Situace v Záporožské elektrárně

Obava mezinárodního společenství se projevuje i ve snaze Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) kontrolovat situaci i na místě. To je důvod misí této agentury přímo na elektrárnu i jednání s ukrajinskou i ruskou stranou. V elektrárně jsou stálí pozorovatelé této organizace, a právě z důvodů zhoršení situace navštívil nedávno elektrárnu i generální ředitel MAAE Mariano Grossi. Při této misi došlo také k osmé rotaci odborníků MAAE na místě a zvětšení stálé skupiny v elektrárně. Mariano Grossi před návštěvou elektrárny jednal v Kyjevě s ukrajinskými politiky a odborníky Energoatomu a po realizaci mise na elektrárnu jednal v Kaliningradu s ruskými politiky a odborníky Rosatomu.

Realizace přechodu mise z Ukrajiny na okupovaná území se zdrželo kvůli složité situaci se zajištěním přechodu frontových oblastí. Jeho průběh byl poměrně komplikovaný, tým musel kvůli zničenému mostu na linii fronty část cesty realizovat pěšky. Kromě elektrárny navštívil tým i blízkou tepelnou elektrárnu, která je jedním ze zdrojů elektřiny pro elektrárnu jadernou. V současné době se zde opravuje rozvodna. Hlavním cílem byla kontrola dodržování jaderné bezpečnosti a základních požadavků mezinárodního společenství. Jde o zákaz střelby na elektrárnu a její kritické infrastrukturní objekty, areál elektrárny a její okolí by se také neměly využívat ke střelbě po protivníkovi, vedení vojenských operací a úkrytu vojenských jednotek a materiálu, hlavně těžkých zbraní a výbušnin, které nejsou určeny k jeho bezprostřední ochraně.

Je pravdou, že v současné situaci mají pracovníci elektrárny poměrně dost času na řešení případných problémů. Důležité však je, aby tam potřební pracovníci odborně na výši byli a měli podmínky pro svou práci. Psychický tlak, který na ně dopadá vlivem okupace, a válečné podmínky v dané oblasti k jejich psychické pohodě určitě nepřispívají. Zvyšuje se tak riziko chyb. Už nyní je počet pracovníků v elektrárně oproti normálnímu stavu dramaticky snížen. To sice stačí pro stávající omezený provoz, ale může to být problém v krizových situacích. Snížený stav osazenstva je další zátěží pro pracovníky, kteří zde zůstávají.

Jednání delegace MAAE v Kaliningradu. Zdroj: Alexandr Podgorcuk/Rosatom

Budoucnost Záporožské jaderné elektrárny

Velmi nejistá je budoucnost této jaderné elektrárny. V současné době, kdy jsou reaktory odstaveny, jsou požadavky na chlazení nižší. Pokud se však mají uvést znovu do provozu, je potřeba vyřešit jejich intenzivní chlazení během normálního fungování. To se neobejde bez vyřešení osudu Kachovské přehrady. Je třeba rozhodnout, jestli se opraví či postaví znovu, nebo se renovace a revitalizace Dněpru v blízkosti jeho ústí do moře vyřeší jinak. Takové dlouhodobé strategické rozhodnutí nepadne předtím, než se ukončí válka. Musí jít o stabilní řešení konfliktu, které umožní plánování rozvoje zničených oblastí na řadu desetiletí. Zároveň nemůže jít o zmrazení konfliktu s linií dotyku v místech přehrady a elektrárny, jako je tomu nyní. Taková situace by neumožňovala realizaci rekonstrukčních prací na přehradě i jaderné elektrárně.

Záporožská jaderná elektrárna se začala budovat na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let. První blok se dokončil v roce 1985 a poslední šestý pak v roce 1996. Jde o bloky VVER1000, které známe z Temelína. Ty je možné provozovat nejméně šedesát let a pravděpodobně i déle. V principu tak mohou být reaktory Záporožské jaderné elektrárny provozovány dvacet let a více. Zásadní komponentou, která se nedá vyměnit, je reaktorová nádoba. Pokud reaktor nefunguje, k jejímu stárnutí vlivem ozařování vysokými toky neutronů nedochází. Pokud tak tedy bude možné ukončit válku, vyřešit situaci v regionu a bude možné přistoupit k rekonstrukci oblasti, má obnovení provozu Záporožské elektrárny i přes poměrně vysoké náklady smysl.

Setkání Mariana Grossiho a Volodymyra Zelenského před cestou na Záporožskou jadernou elektrárnu. Zdroj: MAAE

Nejsem vojenský expert a ani politolog, takže mé následující úvahy berte pochopitelně s rezervou. Podle mého názoru nemá Rusko na to, aby znovu obsadilo pravý břeh Dněpru a náklady na udržení toho levého pro ně neustále porostou. Do těchto nákladů patří i stále náročnější udržování areálu Záporožské jaderné elektrárny a zajišťování jeho bezpečnosti. Stejně jako řešení zásobování Krymu a levobřežní oblasti Dněpru vodou. K těmto nákladům patří i dramatické ohrožení kredibility Rosatomu a ruské jaderné energetiky. Jak už jsem psal, je za události spojené s jadernou elektrárnou plně zodpovědné Rusko, které tuto elektrárnu obsadilo a okupuje.

Pro zajištění jejího chodu a bezpečnosti musí využívat své odborné firmy.  A tou je Rosatom, který tak je nucen se do války a okupace zapojit. Jaderná energetika je jednou z mála moderních technologií, ve které bylo Rusko na špici světového vývoje. A jaderné technologie byly kromě surovin jednou z mala oblastí, kde je Rusko schopné úspěšně masivně vyvážet. Do značné míry využívá zahraniční technologie a možnosti spolupráce. Propojení Rosatomu s válkou a případné problémy v Záporožské jaderné elektrárně tak mohou mít hodně dramatické dopady na její zahraniční ekonomické aktivity a reputaci celého ruského jaderného průmyslu.